Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CEILING-MOUNTED CONTROL MODULE FOR SMART HOME SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/173024
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to digital data processing devices for use in smart home-type monitoring and control systems for buildings and rooms. The technical result consists in providing broader functional capabilities, decreasing the complexity of operations relating to installation, configuration and use, and increasing the universality of a control module and the energy efficiency of rooms fitted therewith. A smart home system control module for an individual room comprises a controller, a communications unit, a sensor unit, a multi-media unit, a memory device, an illumination unit, a power supply unit, and a housing in which the aforementioned elements are mounted.

Inventors:
KYCHKIN ALEKSEY VLADIMIROVICH (RU)
GRIBANOV SERGEY VIKTOROVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2020/000084
Publication Date:
September 02, 2021
Filing Date:
February 26, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OBSCHESTVO S OGRANICHENNOY OTVETSTVENNOSTYU INSYTE PERM (RU)
International Classes:
G05B15/02; G16Y40/35; H05B47/19
Domestic Patent References:
WO2017040729A12017-03-09
Foreign References:
US20080046388A12008-02-21
US20160195856A12016-07-07
EP1260886A22002-11-27
US20120025717A12012-02-02
Attorney, Agent or Firm:
IBRAGIMOV, Albert Eduardovich (RU)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 . Модуль управления системы «умный дом» для отдельного помещения, содержащий:

- контроллер,

- блок связи, соединенный с контроллером и выполненный с возможностью осуществления связи посредством проводных и/или беспроводных интерфейсов по меньшей мере с одним из локальной сети и сети Интернет, а также с внешними устройствами, причем внешние устройства включают в себя по меньшей мере некоторые из датчиков, исполнительных механизмов, счетчиков коммунальных ресурсов, носимых человеком электронных устройств, а также мобильных или удаленных устройств, выполненных с возможностью регулировки параметров работы модуля управления,

- блок датчиков, соединенный с контроллером,

- мультимедийный блок, включающий в себя устройство захвата изображения, устройство захвата звука и динамик,

- запоминающее устройство,

- блок подсветки,

- блок питания,

- корпус, в котором установлены упомянутые выше элементы.

2. Модуль управления по.п.1, причем модуль управления выполнен с возможностью установки на потолке помещения.

3. Модуль управления по п.1, причем модуль управления выполнен с возможностью установки на стене помещения.

4. Модуль управления по п.1, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных от счетчиков коммунальных ресурсов.

5. Модуль управления по п.4, причем счетчики коммунальных ресурсов представляют собой по меньшей мере одно из счетчика электрической энергии, счетчика воды, счетчика газа, счетчика тепла .

6. Модуль управления по п.1, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных от носимых человеком электронных устройств. 7. Модуль управления по п.6, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании поведения и/или состояния пользователя, определяемого на основании захватываемого видеоизображения и данных от носимых человеком электронных устройств.

8. Модуль управления по п.1, причем запоминающее устройство выполнено с возможностью сохранения программ пользователя.

9. Модуль управления по п.1, причем блок подсветки выполнен с возможностью осуществления подсветки с регулируемым направлением, цветом и интенсивностью излучения.

10. Модуль управления по п.1, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных о состоянии окружающей среды вне помещения.

11. Модуль управления по п.1, в котором блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик из следующей группы: датчик движения, датчик освещенности, датчик влажности воздуха в помещении, датчик температуры в помещении, датчик дыма, датчик газов для оценки концентрации СОг и/или СО в помещении, датчик тока, датчик напряжения.

12. Модуль управления по п.1, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления функций пожарной и/или охранной сигнализации.

13. Комплект системы «умный дом» для отдельного помещения, включающий в себя модуль управления по любому из предшествующих пунктов и выключатель, причем модуль управления подключен к линии электропитания, предназначенной для осветительного устройства, входная клемма модуля управления подключена к линии электропитания со стороны выключателя, в выключатель установлен шунт, выполненный с возможностью пропускать ток, необходимый для питания модуля управления в случае выключения упомянутого выключателя, причем модуль управления выполнен с возможностью определения изменения уровня напряжения, поступающего на модуль управления в случае включения/выключения упомянутого выключателя, и управления освещением в соответствии с положением выключателя.

14 . Комплект системы «умный дом» для отдельного помещения по п. 13, в котором модуль управления установлен в помещении вместо осветительного устройства, а освещение осуществляется посредством блока подсветки.

15 . Комплект системы «умный дом» для отдельного помещения по п. 13, причем модуль управления установлен в разрыв линии электропитания осветительного устройства, выходная клемма модуля управления подключена к линии электропитания со стороны осветительного устройства, а модуль управления выполнен с возможностью управления осветительным устройством в соответствии с положением выключателя.

16 . Комплект системы «умный дом» для отдельного помещения по любому из пп. 13-15, в котором выключатель представляет собой настенный выключатель.

17. Система «умный дом», включающая в себя по меньшей мере два модуля управления системы «умный дом» для отдельных помещений по пп. 1-12, установленные в различных помещениях и связанные между собой непосредственно и/или посредством центрального сервера.

18. Система «умный дом» по п. 17, в которой центральный сервер реализован как локальный центральный сервер либо реализован посредством «облачных технологий».

Description:
ПОТОЛОЧНЫЙ МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ»

ОПИСАНИЕ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к устройствам цифровой обработки данных для- применения в системах контроля и управления зданиями и помещениями типа «Умный дом».

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время все более популярной становится концепция автоматизации энергоэффективного управления работой домашних устройств, включая управление такими аспектами как освещение, кондиционирование воздуха, отопление, системы охранной и пожарной сигнализации, мультимедийное оборудование и т.д. на базе систем типа «умный дом». В последние годы в такие системы активно внедряется использование интернета вещей (internet of things, IoT) для объединения различных устройств, обладающих встроенными сетевыми интерфейсами, в сети и взаимодействия их друг с другом и внешней средой.

Так, например, из уровня техники известно микропроцессорное информационно -управляющее устройство «Умный дом» для отдельного помещения, содержащее микропроцессор, блоки обработки и связи, подключенные к микропроцессору по проводам, а также блок питания, соединенный с входами питания микропроцессора и блоков обработки и связи (патент RU 53510 U1, опубликован 10.05.2006)

Однако, данное устройство характеризуется недостаточной степенью физической интеграции элементов устройства, так как микропроцессор и блоки обработки и связи расположены в разных корпусах, а также отсутствием видеомониторинга отдельного помещения .

Наиболее близким аналогом (прототипом) является микропроцессорное информационно -управляющее устройство «Умный дом» для отдельного помещения (патент RU 2 690 215 С2, опубликован 31.05.2019), содержащее микропроцессор, блоки обработки и связи, подключенные к микропроцессору по проводам, блок питания, соединенный с входами питания микропроцессора и блоков обработки и связи, видеокамеру, оптическую линзу, единый корпус. Однако, для решений предшествующего уровня техники характерны:

- сложность установки, настройки и эксплуатации; отсутствие возможностей управления энергоэффективностью оснащаемых помещений;

- ограниченная функциональность.

Следовательно, в настоящее время существует потребность в создании устройства управления для системы «умный дом», обеспечивающего простоту установки, настройки и эксплуатации, реализующего полноценные сервисы энергосбережения, обладающего широким спектром функциональных возможностей и универсальностью.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на решение по меньшей мере некоторых из приведенных выше проблем.

В соответствии с одним аспектом изобретения предложен модуль управления системы «умный дом» для отдельного помещения, содержащий :

- контроллер,

- блок связи, соединенный с контроллером и выполненный с возможностью осуществления связи посредством проводных и/или беспроводных интерфейсов по меньшей мере с одним из локальной сети и сети Интернет, а также с внешними устройствами, причем внешние устройства включают в себя по меньшей мере некоторые из датчиков, исполнительных механизмов, счетчиков коммунальных ресурсов, носимых человеком электронных устройств, а также мобильных или удаленных устройств, выполненных с возможностью регулировки параметров работы модуля управления,

- блок датчиков, соединенный с контроллером,

- мультимедийный блок, включающий в себя устройство захвата изображения, устройство захвата звука и динамик,

- запоминающее устройство,

- блок подсветки,

- блок питания,

- корпус, в котором установлены упомянутые выше элементы.

В соответствии с одним вариантом осуществления модуль управления выполнен с возможностью установки на потолке помещения. В соответствии с другим вариантом осуществления модуль управления выполнен с возможностью установки на стене помещения.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных от счетчиков коммунальных ресурсов.

В соответствии с другим вариантом осуществления счетчики коммунальных ресурсов представляют собой по меньшей мере одно из счетчика электрической энергии, счетчика воды, счетчика газа, счетчика тепла.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных от носимых человеком электронных устройств.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании поведения и/или состояния пользователя, определяемого на основании захватываемого видеоизображения и данных от носимых человеком электронных устройств.

В соответствии с другим вариантом осуществления запоминающее устройство выполнено с возможностью сохранения программ пользователя .

В соответствии с другим вариантом осуществления блок подсветки выполнен с возможностью осуществления подсветки с регулируемым направлением, цветом и интенсивностью излучения.

В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления управления системой «умный дом» в отдельном помещении на основании данных о состоянии окружающей среды вне помещения.

В соответствии с другим вариантом осуществления блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик из следующей группы: датчик движения, датчик освещенности, датчик влажности воздуха в помещении, датчик температуры в помещении, датчик дыма, датчик газов для оценки концентрации СОг и/или СО в помещении, датчик тока, датчик напряжения. В соответствии с другим вариантом осуществления упомянутый модуль управления выполнен с возможностью осуществления функций пожарной и/или охранной сигнализации.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен комплект системы «умный дом» для отдельного помещения, включающий в себя модуль управления по любому из предшествующих пунктов и выключатель, причем модуль управления подключен к линии электропитания, предназначенной для осветительного устройства, входная клемма модуля управления подключена к линии электропитания со стороны выключателя, в выключатель установлен шунт, выполненный с возможностью пропускать ток, необходимый для питания модуля управления в случае выключения упомянутого выключателя, причем модуль управления выполнен с возможностью определения изменения уровня напряжения, поступающего на модуль управления в случае включения/выключения упомянутого выключателя, и управления освещением в соответствии с положением выключателя.

В соответствии с одним вариантом осуществления модуль управления установлен в помещении вместо осветительного устройства, а освещение осуществляется посредством блока подсветки .

В соответствии с другим вариантом осуществления модуль управления установлен в разрыв линии электропитания осветительного устройства, выходная клемма модуля управления подключена к линии электропитания со стороны осветительного устройства, а модуль управления выполнен с возможностью управления осветительным устройством в соответствии с положением выключателя.

В соответствии с другим вариантом осуществления выключатель представляет собой настенный выключатель.

В соответствии с третьим аспектом изобретения предложена система «умный дом», включающая в себя по меньшей мере два упомянутых выше модуля управления системы «умный дом» для отдельных помещений, установленные в различных помещениях и связанные между собой непосредственно и/или посредством центрального сервера. В соответствии с одним вариантом осуществления центральный сервер реализован как локальный центральный сервер либо реализован посредством «облачных технологий».

Настоящее изобретение, в числе прочего, обеспечивает расширение функциональных возможностей, снижение сложности работ по установке, настройке и эксплуатации, повышение энергоэффективности и универсальности модуля управления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает блок-схему примерного варианта осуществления потолочного модуля управления системы «умный дом» для отдельного помещения.

Фиг. 2 изображает примерные варианты корпуса потолочного модуля управления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации изложенной в описании и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.

Потолочный модуль 1 управления в соответствии с примерным вариантом осуществления включает в себя контроллер 2 для управления системой «умный дом» в отдельном помещении посредством управления работой потолочного модуля 1.

Контроллер 2 соединен с блоком 3 связи, выполненным с возможностью осуществления связи с локальной сетью, сетью Интернет, различными удаленными датчиками и исполнительными механизмами и т.д. Блок 3 связи может включать в себя как проводные, так и беспроводные интерфейсы для осуществления связи с внешними устройствами, известные в уровне техники и подходящие для реализации данной функции. В примерном варианте осуществления блок 3 связи включает в себя интерфейсы IrDA (InfraRed Data Association, передача данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн), Bluetooth, Wi-Fi и Ethernet. В данном варианте осуществления интерфейсы Wi-Fi и Ethernet могут использоваться для соединения с локальной сетью и/или сетью Интернет, интерфейсы IrDA, Bluetooth и Wi-Fi могут использоваться для осуществления связи с датчиками для считывания показаний, исполнительными механизмами для управления их работой, носимыми человеком электронными устройствами и другими мобильными либо удаленными устройствами в пределах зоны действия соответствующих приёмопередатчиков упомянутых интерфейсов. В качестве примеров носимых человеком электронных устройств, с которыми может осуществлять связь потолочный модуль 1 управления посредством блока 3 связи, могут быть мобильный телефон, смарт-часы или фитнесс-трекер, выполненные с возможностью определения активности человека, датчик артериального давления, датчик пульса, датчик температуры и иные датчики, выполненные с возможностью определения состояния здоровья человека и т.д. Примерами исполнительных механизмов могут быть различные реле (реле управления кондиционером, жалюзи, шторами, вентиляцией и т.д.), диммеры, клапаны (клапан на радиаторе отопления, клапан на водопроводе, клапан на газопроводе и т.д.), выключатели (выключатель освещения, выключатель электропитания и т.д.) и т.п. Кроме того, посредством блока 3 связи потолочный модуль 1 управления может осуществлять связь, например, с пультом дистанционного управления, планшетом, персональным компьютером, ноутбуком, мобильным телефоном и другими устройствами, посредством которых пользователь имеет возможность осуществлять регулировку параметров работы потолочного модуля 1 управления. Упомянутую регулировку пользователь может выполнять посредством работы с программным обеспечением, установленным в соответствующем устройстве, например, с приложением в мобильном телефоне .

В примерном варианте осуществления блок 3 связи дополнительно включает в себя релейный выход для управления электропитанием осветительного устройства с нагрузкой до 1 кВт (R01), релейный выход для управления приводом штор и/или жалюзи (R02), диммер для плавного регулирования интенсивности осветительного прибора (D) и четыре дискретных входа для подключения датчиков с дискретным выходом (4IN). Кроме того, потолочный модуль 1 управления для отдельного помещения в соответствии с настоящим изобретением посредством блока 3 связи может соединяться с другими потолочными модулями управления в соседних помещениях в одном здании для обмена информацией, согласования параметров работы отдельных модулей управления. Кроме того, несколько потолочных модулей управления для отдельных помещений в одном здании могут соединяться посредством своих блоков связи с центральным сервером, который выполнен с возможностью координировать работу нескольких таких потолочных модулей управления для обеспечения согласованной работы системы «умный дом» в нескольких, либо во всех помещениях в отдельном здании. Упомянутый центральный сервер может быть реализован как локальный центральный сервер, либо может быть реализован посредством «облачных технологий».

В альтернативном варианте осуществления в зависимости от конструктивных и функциональных требований к потолочному модулю 1 управления блок 3 связи может дополнительно включать в себя по меньшей мере один из следующих интерфейсов: LoRa (Long Range), LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), NB-IoT (Narrow Band Internet of Things), IEEE 802.11ah, Modbus, ZigBee, 6L0WPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks) , NFC (Near Field Communication), Z-Wave, LTE-Advanced, 5G, 6G и т.д.

Блок 3 связи в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает широкие коммуникационные возможности для модуля 1 управления .

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения потолочный модуль 1 управления соединен с датчиками, исполнительными механизмами и прочими устройствами, с которыми необходимо осуществлять связь во время работы, только посредством беспроводных интерфейсов связи. Такой вариант осуществления потолочного модуля 1 является чрезвычайно простым в установке, настройке и обслуживании, поскольку не требует прокладки дополнительных проводов, а также позволяет снизить временные и материальные затраты, требуемые для выполнения этих действий.

Дополнительно контроллер 2 соединен с блоком 4 датчиков. Блок 4 датчиков в соответствии с примерным вариантом осуществления, изображенным на фиг. 1, включает в себя датчик движения (ДД), датчик освещенности (ДО), датчик влажности (ДВ) воздуха в помещении, датчик температуры (ДТ) в помещении, датчик дыма (ДДм), датчик газов (ДГ) для оценки, например, концентрации СОг и/или СО в помещении. Дополнительно блок 4 датчиков может включать в себя датчик тока и датчик напряжения для оценки параметров электропитания потолочного модуля 1. Приведенный выше список датчиков является лишь иллюстративным, т.е. блок 4 датчиков может не содержать какие-либо из перечисленных выше датчиков, а также содержать какие-либо датчики, не перечисленные выше. Кроме того, стоит отметить, что упомянутые выше датчики могут быть как интегрированными в блок 4 датчиков потолочного модуля 1, так и удаленными от потолочного модуля 1 и соединенными с ним через блок 3 связи. Среди датчиков, удаленных от потолочного модуля 1 и соединенных с ним через блок 3 связи, также могут быть представлены такие датчики как датчик протечки, датчик открытия окна/двери, беспроводной счетчик электрической энергии, беспроводной счетчик расхода воды, тепла, газа и т.д. Стоит отметить, что потолочный модуль 1 управления дополнительно выполнен с возможностью регулировать управление системой «умный дом» в помещении на основании показателей счетчиков коммунальных ресурсов, таких как электрическая энергия, вода, тепло, газ и т.д. Блок 4 датчиков в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает расширенные функциональные возможности модуля 1 управления.

Кроме того, потолочный модуль 1 включает в себя соединенный с контроллером 2 мультимедийный блок 5 для работы с аудио и видео потоковой информацией, поступающей с устройства захвата изображения, такого как видеокамера (Video) или фотокамера, и устройства захвата звука, такого как микрофон (MIC, microphone), а также для вывода звуковой информации через динамик (SP, speaker). При этом, потолочный модуль 1 управления имеет корпус, в котором выполнены необходимые технологические отверстия для видеокамеры, микрофона, динамика и т.д.

Встроенная видеокамера (фотокамера) позволяет осуществлять видеонаблюдение за помещением, посредством чего потолочный модуль управления имеет возможность распознавать личность пользователя в помещении на основании захваченного видеоизображения, реализовывать охранные функции, а также управление различными исполнительными механизмами в зависимости от положения пользователя в помещении. Микрофон позволяет пользователю осуществлять ввод звуковой информации, в том числе для голосового управления работой потолочного модуля 1 управления, а также реализовывать охранные функции. Динамик позволяет осуществлять вывод звуковых сообщений, радио передач, музыки и т.д.

Мультимедийный блок 5 в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает расширенные функциональные возможности, а также удобство и простоту эксплуатации модуля 1 управления.

Потолочный модуль 1 управления дополнительно включает в себя запоминающее устройство 6 (М, memory) . Запоминающее устройство 6 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения может представлять собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), предназначенное для хранения предустановленных программ для функционирования потолочного модуля 1 управления, а также выполненное с возможностью загрузки и сохранения программ пользователя, содержащих набор команд управления, реализующих законченные сервисы.

Запоминающее устройство 6 позволяет значительно расширить функциональные возможности модуля 1 управления посредством сохранения собственных программ пользователя.

Потолочный модуль 1 управления также включает в себя встроенный блок 7 питания (БП). В соответствии с примерным вариантом осуществления, изображенным на фиг. 1, потолочный модуль 1 встроен в линию питания осветительного прибора, установленного на потолке в помещении, и на блок 7 питания потолочного модуля подается переменный ток с напряжением 220В от фазы, питающей осветительное устройство. Напряжение на вход потолочного модуля 1 подается непрерывно через выключатель 9 осветительного прибора, оснащаемый для этого специальным шунтом. Данный шунт пропускает ток, необходимый для питания потолочного модуля 1 в случае выключения выключателя 9. При этом происходит незначительное изменение уровня напряжения, которое потолочный модуль 1 может фиксировать и отключать присоединенное к выходу R01 осветительное устройство. Такой вариант установки потолочного модуля 1 управления в разрыв линии питания осветительного устройства в помещении является быстрым, надежным и очень простым. Это позволяет осуществлять установку данного потолочного модуля 1 с минимальным вмешательством в конструктив помещения (нет необходимости прокладывать отдельную линию питания для потолочного модуля 1 управления) и минимальным количеством действий. Это бывает особенно важным, когда ремонтные работы в помещении уже закончены и необходимо избежать какого-либо излишнего вмешательства в конструктив помещения. Таким образом, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается комплект системы «умный дом», содержащий потолочный модуль управления и выключатель с шунтом для обеспечения электропитания модуля управления.

Кроме того, потолочный модуль 1 управления включает в себя блок 8 подсветки (RGBW). В примерном варианте осуществления блок 8 подсветки представляет собой светодиодный блок подсветки. Блок 8 подсветки выполнен с возможностью осуществлять инфракрасную подсветку для видеокамеры и ночную подсветку для человека . Предпочтительно, блок 8 подсветки включает в себя светодиод или матрицу светодиодов, причем упомянутые светодиоды выполнены с возможностью испускать свет с регулируемой длиной волны и интенсивностью. Таким образом существует возможность регулировки цвета освещения, обеспечиваемого блоком 8 подсветки. Кроме того, в одном из вариантов осуществления изобретения матрица светодиодов может иметь конфигурацию, обеспечивающую возможность освещения различных частей помещения посредством включения одного или более поднаборов светодиодов упомянутой матрицы светодиодов. Примером такой конфигурации является цепочка светодиодов, расположенная вдоль периметра корпуса потолочного модуля управления, причем светодиоды расположены с возможностью испускания излучения прямо вниз, вниз под углом и/или в сторону от потолочного модуля 1 управления. Посредством включения одного или более фрагментов этой цепочки светодиодов можно освещать определенные части помещения в соответствии с предварительно заданной программой или командой пользователя. В качестве альтернативы матрица светодиодов может иметь конфигурацию в виде квадрата, прямоугольника, круга и т.д., причем светодиоды в такой конфигурации расположены с возможностью испускания излучения в разные стороны. Таким образом, потолочный модуль 1 управления также может выполнять функцию вспомогательного освещения либо основного освещения в случае установки потолочного модуля 1 управления вместо осветительного прибора. Это обеспечивает дополнительную функциональность для модуля 1 управления в соответствии с настоящим изобретением.

В альтернативном варианте осуществления изобретения блок 8 подсветки может включать в себя любые другие подходящие источники света, отличные от светодиодов.

Потолочный модуль может иметь корпус 10 различной формы, в том числе круглой, квадратной или прямоугольной формы. Корпус 10 состоит из двух частей: основания 11, которое крепится к потолочным конструкциям и на котором закреплены все элементы потолочного модуля, и крышки 12. Крышка может иметь как выпуклую, так и плоскую, и любую другую подходящую форму. Материал корпуса может быть пластиком или металлом, окраска корпуса может быть различной. На фиг. 2 изображены возможные варианты исполнения корпуса в виде снизу и сбоку. В частности, на фиг. 2а изображен потолочный модуль 1, имеющий корпус квадратной формы с плоской крышкой 12, а на фиг. 26 изображен потолочный модуль 1, имеющий корпус круглой формы с выпуклой крышкой 12.

Потолочный модуль 1 управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения выполнен с возможностью управления энергоэффективностью путем реализации сервисов энергосбережения, а, следовательно, снижения энергозатрат при эксплуатации помещения за счет своевременного и предсказательного управления оборудованием систем отопления, вентиляции и кондиционирования, а также другими энергопотребителями.

Далее описан пример установки, настройки и функционирования потолочного модуля 1 управления в соответствии с настоящим изобретением.

Потолочный модуль 1 управления устанавливается в помещении (например, комнате) на потолочных конструкциях с видеокамерой, направленной вниз. Видеокамера дополнительно может иметь линзу 13, позволяющую захватывать изображение всего помещения. В альтернативном варианте осуществления видеокамера может иметь привод, позволяющий направлять объектив видеокамеры в область, изображение которой должно быть захвачено.

Далее потолочный модуль 1 управления подключается к электропитанию. В предпочтительном варианте осуществления потолочный модуль 1 управления подключается в разрыв линии электропитания потолочного осветительного устройства, т.е. входная клемма потолочного модуля 1 управления подключена к линии электропитания со стороны выключателя, а выходная клемма потолочного модуля 1 управления подключена к линии электропитания со стороны осветительного прибора. В выключатель 9 осветительного прибора устанавливается шунт, который пропускает ток, необходимый для питания потолочного модуля 1 в случае выключения выключателя 9. В качестве альтернативы обычный выключатель, установленный для управления осветительным прибором, может быть заменен модернизированным выключателем с установленным шунтом в соответствии с настоящим изобретением при установке потолочного модуля 1 управления. При выключении выключателя 9 прямой путь протекания тока через выключатель разрывается и ток подается на потолочный модуль 1 через установленный в выключателе шунт. Вследствие этого происходит незначительное изменение уровня напряжения, поступающего на потолочный модуль 1, на основании которого потолочный модуль 1 управления определяет, что осветительный прибор должен быть выключен, и отключает присоединенное осветительное устройство. Такой вариант установки и подключения потолочного модуля 1 управления является быстрым, надежным и очень простым, т.к. не требует прокладки дополнительной проводки для питания потолочного модуля 1.

В альтернативном варианте осуществления потолочный модуль управления может быть установлен вместо осветительного устройства на потолке помещения. В таком варианте осуществления потолочный модуль 1 управления посредством блока 8 подсветки осуществляет функции осветительного устройства, вместо которого он установлен. В таком случае потолочный модуль 1 управления может иметь различные декоративные исполнения (например, выполнен в виде потолочной люстры) для удовлетворения запросов пользователя. При этом такой вариант осуществления еще больше облегчает установку модуля 1 управления, т.к. он просто подключается к уже существующей линии электропитания .

Далее к потолочному модулю 1 посредством блока 3 связи подключают датчики, исполнительные механизмы, счетчики и прочие устройства, необходимые для функционирования системы «умный дом» в данном помещении. Кроме того, посредством блока связи, потолочный модуль 1 может подключаться к локальной сети, сети Интернет, центральному серверу, другим потолочным модулям управления в соседних помещениях и т.д.

После установки потолочного модуля 1 осуществляется его первичная настройка. Очевидно, что параметры микроклимата, освещения и т.д. должны отличаться для разных помещений для создания благоприятных для пользователя условий. Таким образом, при первичной настройке потолочного модуля 1 можно выбрать сценарий управления микроклиматом и освещением в помещении из множества предустановленных и сохраненных в запоминающем устройстве 6 сценариев. В примерном варианте осуществления такие сценарии, сохраненные в запоминающем устройстве б, могут иметь условные названия, такие как «Кухня», «Жилая комната», «Туалет», «Ванная», «Складское помещение», «Гараж», «Оранжерея» и т.д., что облегчает для пользователя выбор соответствующего сценария в соответствии с назначением помещения. После выбора сценария потолочный модуль 1 управления управляет исполнительными устройствами, связанными с отоплением, вентиляцией, кондиционированием для поддержания в помещении оптимальных параметров микроклимата в соответствии с санитарными нормами, установленными для конкретного помещения.

Настройку потолочного модуля 1 управления пользователь может осуществлять посредством мобильного терминала, представляющего собой по меньшей мере одно из мобильного телефона, планшета, пульта управления, компьютера, ноутбука, связанного с потолочным модулем 1 управления посредством блока 3 связи, а также с помощью голосового управления. Кроме того, пользователь может самостоятельно настраивать упомянутые выше предустановленные сценарии, либо создавать с нуля такие сценарии в соответствии с собственными пожеланиями и предпочтениями. Такие пользовательские сценарии также сохраняются в запоминающем устройстве 6.

Голосовое управление потолочным модулем 1 может осуществляться с использованием встроенного голосового помощника (виртуального ассистента), например, такого как Алиса (Яндекс), Siri (Apple), Google Assistant, Amazon Alexa и Cortana (Microsoft). Пользователь может выбрать желаемого голосового помощника из списка доступных вариантов. В дальнейшем, выбранный голосовой помощник будет помогать пользователю во всех делах и сценариях работы и жизни.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения потолочный модуль 1 управления может осуществлять предсказательное управление системой «умный дом» в помещении, в частности управление микроклиматом. Например, потолочный модуль 1 управления может регулировать работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования на основании данных о состоянии окружающей среды снаружи помещения, в частности данных о текущей погоде в данной местности, а также о прогнозе погоды, полученных из сети Интернет. В качестве примера, если прогноз погоды свидетельствует о том, что ожидается сильное похолодание ночью в данной местности, потолочный модуль 1 управления может регулировать работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования не в ответ на понижение температуры в помещении, которое неизбежно последует за понижением температуры снаружи помещения, а предсказательным образом, т.е. системой отопления (радиаторы отопления, устройства обогрева пола в помещении, котел для нагрева теплоносителя и т.д.), вентиляции (приточно-вытяжная вентиляция, фрамуги, воздушные клапаны и т.д.) и кондиционирования (кондиционер, увлажнитель воздуха и т.д.) управляют, чтобы соответствующим образом повышать выработку тепла в помещении для компенсации потерь тепла вследствие понижения температуры снаружи помещения в момент начала понижения температуры снаружи, определяемый в соответствии с прогнозом погоды, либо данными о текущей погоде снаружи, полученными из сети Интернет, либо с внешних датчиков. Такое предсказательное управление позволяет предотвратить колебания температуры в помещении, которые могут вызывать дискомфорт пользователя. Кроме того, если данные о состоянии окружающей среды или прогнозе состояния окружающей среды, полученные из сети Интернет, свидетельствуют, например, о высоком содержании или риске высокого содержания загрязняющих веществ в окружающем воздухе, потолочный модуль 1 управления может осуществлять управление системой «умный дом» для ограничения притока воздуха (например, посредством ограничения приточной вентиляции) в помещение снаружи.

Дополнительно, потолочный модуль 1 управления может осуществлять предсказательное управление в соответствии с распорядком дня пользователя. Например, если днем пользователь отсутствует дома (например, находится на учебе или на работе), то потолочный модуль 1 управления может осуществлять управление микроклиматом с точки зрения энергосбережения, что может привести к отклонению параметров микроклимата за пределы желаемых показаний, которые определяются санитарными нормами либо пожеланиями пользователя. Однако, к тому времени, когда пользователь должен вернуться домой потолочный модуль 1 осуществляет управление для приведения параметров микроклимата к желаемым значениям. Распорядок дня пользователя может быть предварительно задан самим пользователем либо может быть сформирован потолочным модулем 1 управления на основании анализа предыстории распорядка дня пользователя, отслеживаемой и сохраняемой потолочным модулем 1. Кроме того, пользователь, находящийся далеко от упомянутого помещения и собирающийся вернуться в него, может посредством мобильного терминала через сеть Интернет отправить команду о своем скором прибытии, либо такая команда может быть передана автоматически с мобильного устройства пользователя, например, на основании данных о местоположении мобильного устройства пользователя. Например, при определении местоположения пользователя в пределах предварительно заданного расстояния от помещения, где установлен предложенный потолочный модуль управления. Или еще например, команда может быть передана автоматически с мобильного устройства пользователя на основании данных о маршруте в навигационном оборудовании/приложении на мобильном устройстве пользователя и/или транспортном средстве пользователя, с которым предложенный потолочный модуль управления соединен посредством блока связи. Например, при определении местоположения пользователя в пределах предварительно заданного времени прибытия в помещение, где установлен предложенный потолочный модуль управления. В ответ на любую из перечисленных выше команд о скором прибытии потолочный модуль 1 управления может соответствующим образом воздействовать на микроклимат в помещении.

В соответствии с дополнительным примером осуществления настоящего изобретения, потолочный модуль 1 управления может осуществлять управление на основании поведения, реакций и/или состояния пользователя. С этой целью потолочный модуль 1 управления посредством видеокамеры осуществляет наблюдение за пользователем и его действиями. Информацию о состоянии пользователя потолочный модуль 1 может получать беспроводным образом от таких носимых человеком устройств, как смарт-часы, фитнес-трекер, датчик артериального давления, датчик пульса, датчик температуры и т.д., соединенных с потолочным модулем через блок 3 связи. Так, например, если на основании данных, полученных из перечисленных выше устройств, потолочный модуль 1 делает вывод, что пользователь уснул, то потолочный модуль 1 может самостоятельно закрыть жалюзи, выключить свет, выключить электроприборы, которые пользователь забыл отключить, а также поддерживать параметры микроклимата, обеспечивающие комфортный сон пользователя и т.д. В то же время, если потолочный модуль 1 определяет, что пользователь проснулся ночью и встал, то для предотвращения столкновения пользователя в темноте с другими предметами потолочный модуль может включить подсветку, например, с помощью блока 8 подсветки, обеспечивающего направленное освещение с регулируемой интенсивностью и цветом. В данном случае цвет, интенсивность и направление освещения выбираются таким образом, чтобы обеспечить возможность проснувшемуся пользователю перемещаться по помещению, не сталкиваясь с другими предметами. В то же время интенсивность и направление освещения выбираются таким образом, чтобы не помешать другим пользователям, которые также могут находиться в данном помещении в состоянии сна. Дополнительно, на основании данных от перечисленных выше носимых человеком устройств потолочный модуль 1 управления может отслеживать фазы сна пользователя. Пользователь может заранее задать желаемый диапазон времени для пробуждения, а потолочный модуль 1 на основании данных о фазах сна в наиболее благоприятный момент может управлять системой «умный дом» для комфортного пробуждения пользователя (открыть жалюзи, включить подсветку, включить музыку И Т.Д.).

Кроме того, на основании данных от перечисленных выше носимых человеком устройств потолочный модуль 1 управления может отслеживать состояние здоровья пользователя и в экстренной ситуации, когда, например, посредством видеокамеры определено, что пользователь упал, а посредством датчиков давления и пульса определено, что пользователь плохо себя чувствует, потолочный модуль 1 управления может отправить соответствующее сообщение в медицинские службы.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения потолочный модуль 1 может осуществлять связь со счетчиками коммунальных ресурсов, такими как счетчики электрической энергии, тепла, газа, воды, топлива и т.д. В предпочтительном варианте осуществления упомянутая связь со счетчиками коммунальных ресурсов осуществляется беспроводным образом. На основании данных с упомянутых счетчиков потолочный модуль 1 может осуществлять управление подсистемами системы «умный дом» в помещении, например, с целью энергосбережения и/или ресурсосбережения, а, следовательно, и снижения затрат. В иллюстративном случае газоснабжение помещения (в том числе, с целью обогрева) осуществляется из емкости для хранения газа, такой как газовый баллон, газгольдер и т.д. В таком случае, управление системой «умный дом» должно осуществляться так, чтобы запасов газа в имеющейся емкости хватило до следующей замены/заправки этой емкости. Таким образом, на основании показаний счетчика потребленного газа, данных об оставшемся количестве газа, а также данных, устанавливающих дату и время следующей замены/заправки емкости с газом, потолочный модуль 1 осуществляет управление системой «умный дом» для удовлетворения упомянутого выше условия. Дополнительно, потолочный модуль 1 управления может учитывать условия снаружи помещения в текущий момент, а также прогнозируемые условия, например, полученные из сети Интернет в виде прогноза погоды в данной местности, и предсказывать повышенное/пониженное потребление газа в будущем при анализе потребления газа и данных об оставшемся количестве газа. В то же время упомянутое выше условие может противоречить условию обеспечения комфортных показателей микроклимата для пользователя, например, когда имеющегося в наличии газа по расчетам недостаточно для поддержания требуемой температуры в помещении на протяжении заданного периода времени. В таком случае, потолочный модуль 1 управления может выдать предупреждение пользователю о том, что запасов газа может не хватить при поддержании текущих параметров микроклимата в помещении. Пользователь в свою очередь может принять решение о том, какое условие является приоритетным, снизить потребление газа или запланировать более раннюю замену/заправку емкости с газом на основании упомянутого предупреждения и внести соответствующие корректировки в сценарий, выполняемый потолочным модулем 1.

Аналогичным образом, потолочный модуль 1 управления может осуществлять управление на основании показаний счетчика электрической энергии, учитывая при этом временные периоды, когда электрическая энергия стоит дороже или дешевле. Так, например, если в ночное время потребляемая электрическая энергия стоит дешевле, потолочный модуль 1 управления может осуществлять планирование действий по управлению системой «умный дом» таким образом, чтобы наиболее энергозатратные действия преимущественно осуществлялись в ночное время.

Кроме того, потолочный модуль 1 управления выполнен с возможностью осуществления охранных функций посредством отслеживания проникновения и/или присутствия в помещении посторонних лиц с помощью видеокамеры, датчика движения, микрофона, датчиков открытия двери и окон и т.д. Посредством захвата видеоизображения камерой, последующего распознавания личности и сравнения результата распознавания с базой данных авторизованных для доступа в помещение лиц, потолочный модуль 1 может делать вывод о присутствии в помещении постороннего либо авторизованного лица. Дополнительно или в качестве альтернативы также может использоваться захват голоса присутствующего в помещении человека посредством микрофона и сравнение его с базой данных голосов людей, авторизованных для доступа в помещение. В случае определения присутствия постороннего лица в помещении, потолочный модуль 1 может подать сигнал тревоги посредством динамика и отправить сообщение в правоохранительные органы о возможном незаконном проникновении.

Дополнительно, потолочный модуль 1 выполнен с возможностью реализации функций пожарной сигнализации посредством датчика дыма, датчика газов, видеокамеры и т.д. Расположение модуля управления 1 на потолке является преимущественным для реализации функций пожарной сигнализации, т.к. дым при возгорании поднимается наверх. Такое расположение модуля управления обеспечивает своевременное реагирование модуля 1 управления в случае пожара. Кроме того, применение видеокамеры, которая может идентифицировать появление очага возгорания на основании захваченного изображения помещения, в совокупности с показаниями датчика дыма позволяет повысить надежность и скорость определения начала пожара. В случае обнаружения пожара потолочный модуль может подать сигнал тревоги посредством динамика и отправить сообщение в спасательную службу о возгорании.

Стоит отметить, что в соответствии с противопожарными нормами может требоваться установка более, чем одного обычного датчика дыма в помещении для обеспечения надежности обнаружения возгорания. Применение заявляемого модуля 1 управления за счет совокупного использования данных от датчика дыма, датчика газов, видеокамеры и т.д. позволяет заменить несколько обычных датчиков дыма в помещении одним модулем 1 управления в соответствии с настоящим изобретением, при этом обеспечивая такую же или даже более высокую скорость и надежность обнаружения возгорания в помещении .

Кроме того, в экстренных (аварийных) ситуациях, система оповестит о событии посредством сети Интернет на компьютер, планшет, смартфон и т.д. Система работает всегда, независимо от того, находится пользователь дома или нет, она только переходит из одного режима в другой. Система, кроме того, обеспечивает сервисные функции, например, приветствие самой системы, а также в отсутствие пользователя отпугнет посторонних лиц, воспроизведя лай собаки при нажатии на кнопку входного звонка, сымитирует присутствие пользователя, зажигая свет и включая музыку при приближении кого-либо к помещению или в периоды длительного отсутствия пользователя на основе запрограммированных данных и/или на основе анализа предыстории распорядка дня пользователя, отслеживаемой и сохраняемой потолочным модулем 1.

Интеграция различных функций, перечисленных выше, в одном модуле 1 управления позволяет значительно повысить универсальность такого модуля 1 управления, снизить сложность работ по установке, техническому обслуживанию и модернизации системы «умный дом» в помещении, а также снизить требуемое пространство и требуемые материалы (кабели и т.д.) для установки такого модуля по сравнению со случаем установки отдельных устройств.

Упомянутые выше функции потолочного модуля 1 управления реализуются посредством обработки, выполняемой контроллером на основании получаемых данных, и выполнения сохраненных в запоминающем устройстве сценариев. Однако, в альтернативном варианте осуществления, потолочный модуль 1 управления может обрабатывать полученные данные (например, сжимать, кодировать, преобразовывать и т.д.) и перенаправлять обработанные данные в центральный сервер. Центральный сервер может быть выполнен с возможностью управления несколькими потолочными модулями 1 управления, расположенными в соседних помещениях в одном здании или в соседних зданиях и объединенными в одну сеть, для осуществления координированного управления системой «умный дом». Центральный сервер имеет возможность собирать данные со всех модулей управления пользователя, анализировать данные и формировать команды управления оборудованием по сценариям. Упомянутый центральный сервер может быть реализован как локальный центральный сервер, либо может быть реализован посредством «облачных технологий».

В альтернативном варианте осуществления центральный сервер не требуется, а потолочный модуль 1 управления напрямую связан с потолочными модулями управления в соседних помещениях для обмена данными и координации управления системой «умный дом» в разных помещениях.

Еще в одном альтернативном варианте осуществления, потолочные модули 1 управления в различных помещениях могут быть связаны между собой и непосредственно, и через центральный сервер. Это позволяет повысить надежность работы системы «умный дом» посредством наличия резервного канала связи на случай неисправности одного из соединений.

Описанный выше принцип построения системы «умный дом», содержащей несколько объединенных между собой модулей управления, расположенных в отдельных помещениях и предназначенных для управления подсистемами системы «умный дом» в этих отдельных помещениях, значительно облегчает работы по монтажу, обслуживанию, настройке, модернизации такой системы в здании и замене отдельных ее частей.

Стоит отметить, что раскрытый выше модуль 1 управления в альтернативном варианте может быть выполнен в настенном исполнении. Кроме того, модуль 1 управления может иметь различное декоративное исполнение, например, может быть выполнен в виде часов и т.д.

Заявляемый модуль управления позволяет совершенствовать качество управления помещением за счет накопления, обработки и формирования команд на основе данных о поведении человека в помещении, а также за счет объединения систем автоматизации здания, таких как видеонаблюдение, система контроля доступа и охранная сигнализация, звуковое оповещение, управление аудио-видео техникой, управление электронагрузками, управление вентиляцией, отоплением и кондиционированием, управление освещением, управление шторами, жалюзи и т.д.

Кроме того, настоящее изобретение реализует возможность управления, как отдельным помещением, так и группой помещений, оснащенных приборами и подключенными к центральному серверу.

Настоящее изобретение позволяет сэкономить временные, материальные и финансовые ресурсы при автоматизации помещения за счет упрощения монтажных работ и работ по интеграции раздельных (самостоятельных) систем автоматизации здания, таких как видеонаблюдение, система контроля доступа и охранная сигнализация, звуковое оповещение, управление аудио-видео техникой, управления электронагрузками, управление вентиляцией, отоплением и кондиционированием, управление освещением, управление шторами и жалюзи .

Кроме того, достигается снижение энергозатрат при эксплуатации помещения за счет своевременного и предсказательного управления оборудованием систем отопления, вентиляции и кондиционирования, а также другими энергопотребителями.

Элементы, упомянутые в данной описании в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное .

Способы, раскрытые здесь, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы изобретения.

В заявке не указано конкретное программное и аппаратное обеспечение для реализации блоков на чертежах, но специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность изобретения не ограничена конкретной программной или аппаратной реализацией, и поэтому для осуществления изобретения могут быть использованы любые программные и аппаратные средства известные в уровне техники. Так аппаратные средства могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах, цифровых сигнальных процессорах, устройствах цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройствах, программируемых пользователем вентильных матрицах, процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, выполненных с возможностью осуществлять описанные в данном документе функции, компьютер либо комбинации вышеозначенного. Хотя отдельно не упомянуто, но очевидно, что, когда речь идет о хранении данных, программ и т.п., подразумевается наличие машиночитаемого носителя данных, примеры машиночитаемых носителей данных включают в себя постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, регистр, кэш-память, полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные носители, такие как внутренние жесткие диски и съемные диски , магнитооптические носители и оптические носители, а также любые другие известные в уровне техники носители данных.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

В приведенном выше описании примеров, термины направления (такие как "над", "верх", "ниже", "низ", "верхний", "нижний" и т.д.) используются лишь для удобства ссылки на прилагаемые чертежи .

Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также реализации раскрытые в различных частях описания могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.